De sciencefictiondroom dat tuinen en parken op een dag zouden gloeien als Pandora, de buitenaardse maan avatar, is tientallen jaren oud. De eerste pogingen om genen in planten te splitsen om ze te laten gloeien dateren uit de jaren tachtig, maar experimenten zonden weinig licht uit en vereisten speciaal voedsel.

In 2020 bereikten wetenschappers een doorbraak. Het toevoegen van genen uit lichtgevende paddenstoelen leverde helder gloeiende exemplaren op die geen speciale zorg nodig hadden. Het team heeft de aanpak verfijnd – vorige maand schreef ze dat ze de luminescentie van hun planten maar liefst honderd keer hebben verhoogd – en een startup opgericht met de naam Light Bio om ze te verkopen.

Licht bio kreeg in september goedkeuring van de USDA en deze maand werd de eerste continu gloeiende plant aangekondigd, genaamd de vuurvliegpetunia officieel te koop in de VS. De petunia's zien eruit en groeien als hun gewone soortgenoten: groene bladeren, witte bloemen, maar na zonsondergang gloeien ze zacht groen. Het bedrijf is verkoopt de planten voor $ 29 op haar website en zegt dat er in april een oogst van 50,000 zal worden verzonden.

“Dit is een ongelooflijke prestatie voor de synthetische biologie. Light Bio brengt ons met sprongen dichter bij onze solarpunk-droom om in Avatar's Pandora te leven”, Jason Kelly, CEO en mede-oprichter van Ginkgo Bioworks, een Light Bio-partner, zei in een verklaring.

Gloeien

In de synthetische biologie zijn gloeiende planten en dieren al jaren een belangrijk onderdeel. Wetenschappers zullen vaak een gen inbrengen om een ​​organisme te laten gloeien als visueel bewijs dat een beoogd biologisch proces effect heeft gehad. Keith Wood, medeoprichter en CEO van Light Bio, was een pionier van de aanpak in planten. In 1986 gaf hij tabaksplanten een vuurvlieggen dat luciferine produceert, het molecuul achter de kenmerkende gloed van de insecten. Die planten gloeiden zwak, maar hadden speciale plantenvoeding nodig om de chemische reactie van brandstof te voorzien. Bij later onderzoek werden in plaats daarvan genen van bioluminescente bacteriën geprobeerd, maar de planten waren eveneens zwak.

Dan in 2020, een team met onder meer de medeoprichters van Light Bio, Karen Sarkisyan en Ilia Yampolsky, wendde zich tot de lichtgevende paddenstoel, Neonothopanus nambi. De paddenstoel voert een chemische reactie uit waarbij cafeïnezuur – een molecuul dat ook vaak in planten voorkomt – wordt gebruikt om luciferine en licht te produceren. De wetenschappers splitsten de bijbehorende genen in tabaksplanten en ontdekten dat de planten ook gloeiden, er waren geen extra ingrediënten nodig.

Later probeerden ze de genen in petunia's, ontdekten dat het effect nog duidelijker was en begonnen hun werk te verfijnen. In een krant gepubliceerd Nature Methods in januari voegde het team genen van andere paddenstoelen toe en maakte gebruik van gerichte evolutie om de luminescentie verder te verbeteren. Na te hebben geëxperimenteerd met een paar genencollecties, kwamen ze uit op een combinatie die bij meerdere soorten werkte en de helderheid aanzienlijk verhoogde.

Vanaf hier hopen ze de luminescentie nog verder te verhogen met maar liefst een factor 10, verschillende kleuren aan het assortiment toe te voegen en hun werk uit te breiden naar verschillende plantenvariëteiten.

Lab naar woonkamer

De planten zijn een wetenschappelijke prestatie, maar ook de creatie en goedkeuring van een commercieel product is opmerkelijk. Eerdere pogingen om mensen gloeiende planten aan te bieden, waaronder een populaire Kickstarter uit 2013, bleven uit.

Afgelopen najaar zijn de USDA gaf Light Bio groen licht om hun vuurvliegpetunia’s aan het grote publiek te verkopen. De goedkeuring concludeerde dat de beschreven planten geen nieuwe risico's voor de landbouw inhouden vergeleken met natuurlijk voorkomende petunia's.

Jennifer Kuzma, mededirecteur van het Genetic Engineering and Society Center aan de North Carolina State University, vertelde het Bedraad Vorig jaar had ze graag gezien dat de USDA een grondiger onderzoek had gedaan. Maar wetenschappers hebben onlangs contact opgenomen met NATUUR heeft geen grote zorgen geuit. De planten worden grotendeels binnenshuis of in tuinen gekweekt en worden niet als invasief beschouwd, waardoor het risico kleiner is dat de nieuwe genen in andere soorten terechtkomen. Hoewel, zoals Kuzma opmerkte, dat risico kan afhangen van hoeveel er worden gekweekt en waar ze wortel schieten.

Naast de aantrekkingskracht voor huishoudens zou het systeem dat hier werkt ook zijn weg kunnen vinden naar agrarische toepassingen. Diego Orzáez, een plantenbioloog in Spanje, breidt het luciferasesysteem uit naar andere planten. Hij stelt zich voor dat dergelijke planten pas gaan gloeien als ze in de problemen zitten, waardoor boeren snel een visuele balans kunnen opmaken van de gezondheid van hun gewassen met drones of satellieten.

Binnenkort komen er ook andere nieuwe genetisch gemodificeerde planten onze kant op. Vanaf deze maand kunnen tuinders dat ook koop zaden voor bio-engineered paarse tomaten met een hoog gehalte aan antioxidanten. Een andere startup ontwikkelt een genetisch gemanipuleerde kamerplant om schadelijke chemicaliën te filteren van de lucht. En Pairwise maakt gebruik van CRISPR om zachtere boerenkool, pitloze bessen en pitloze kersen te maken.

“De reacties van mensen op genetisch gemodificeerde planten zijn ingewikkeld,” vertelde Steven Burgess, plantenbioloog aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign. NATUUR. Dat komt gedeeltelijk door de associatie met controversiële bedrijven en de zorgen over wat we in ons lichaam stoppen. De nieuwe glow-in-the-dark petunia’s zijn niet het product van een groot bedrijf – sterker nog, zei Sarkisyan Light Bio is niet van plan al te strijdlustig te zijn als het gaat om mensen die plantenstekken delen, en het zijn ook geen voedsel. Maar ze zijn dwingend.

“Ze nodigen mensen uit om biotechnologie te ervaren vanuit een positie van verwondering,” vertelde Drew Endy Bedraad. Behalve dat ze populaire sciencefiction oproepen, kunnen dergelijke voorbeelden misschien een breder publiek kennis laten maken met de mogelijkheden en risico's van synthetische biologie, doordachte gesprekken op gang brengen en mensen helpen zelf te beslissen waar ze grenzen trekken.

Krediet van het beeld: Licht bio

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2024/02/14/these-glow-in-the-dark-flowers-will-make-your-garden-look-like-avatar/